细胞分化 ppt课件

四、已分化的细胞在特定条件下可发生去 分化和转分化
五、细胞分化的时-空性 六、细胞分化与细胞的分裂状态和速度相
适应
细胞分化的概念：由单个受精卵产生的细胞， 在形态结构、生化组成和功能等方面均有明显的差 异，形成这种稳定性差异的过程称为细胞分化(cell differentiation) 。
细 胞 分 化
脊椎动物细胞分化示意图
2.细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐 “缩窄”
全能（干）细胞：在一定条件下，能够分化发 育成为完整个体的细胞，如哺乳动物桑葚胚的8细 胞期之前的细胞 。
多能（干）细胞：在胚胎发育的三胚层形成后， 细胞的分化潜能受到限制，仅能向本胚层组织和 器官方向分化发育的细胞。
经过器官发生，各种组织细胞的命运最终确定， 呈单能化。
三、细胞分化的基因表达调控主要发生 在转录水平
一、细胞分化的本质是基因组中不同基 因的选择性表达
1.基因的选择性表达是细胞分化的普遍规律
细胞分化过程中一般并不伴有基因组的改变。
多细胞生物个体发育与细胞分化过程中，其基 因组DNA并不全部表达，而呈现选择性表达， 它们按照一定的时-空顺序，在不同细胞和同 一细胞的不同发育阶段发生差异表达。
管家蛋白：由管家基因表达，存在于所有分化 类型细胞中，维持细胞生存所必需的基本蛋白，
如：细胞骨架蛋白、膜蛋白、染色质的组蛋 白、核糖体蛋白。
2. 基因组改变是细胞分化的特例
基因组丢失：在马蛔虫发育过程中，只有生殖 细胞得到了完整染色体，而体细胞中的染色体 只是部分染色体片段。哺乳动物（除骆驼外） 的红细胞以及皮肤、羽毛和毛发的角化细胞则 丢失了完整的核。
通常细胞在增殖（细胞分裂）的基础上进行分 化 细胞分化发生于细胞分裂的G1期，当G1期很 短或几乎没有G1期时，细胞分化减慢。
细胞分裂旺盛时分化变缓，分化较高时分裂 速度减慢——个体生长发育的细胞分化的本质是基因组中不同基 因的选择性表达
二、小RNA通过调控蛋白质基因的表达谱 来决定细胞分化
二、细胞分化的方向由细胞决定来选择
1. 细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方 向
细胞决定(cell determination)：在个体发 育过程中，细胞在发生可识别的分化特征之 前就已经确定了未来的发育命运，只能向特 定方向分化的状态。
原肠期的三胚层形成时，形成各器官的预 定区已经确定，只能按一定的规律发育分 化成特定的组织、器官和系统 。
基因组扩增：见于果蝇的腺细胞和卵巢滤泡细 胞，染色体多次复制，形成多倍体和多线体。
基因重排：在B淋巴细胞分化过程中，DNA通 过体细胞重组, 使DNA序列中不同部位的部分 基因片段连接在一起，组成产生抗体mRNA的 DNA序列。
在个体发育过程中，多细胞生物细胞既有时 间上的分化，也有空间上的分化。
一个细胞在不同的发育阶段可以有不同的 形态结构和功能，即时间上的分化；
同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的 空间位置不同，其环境也不一样，可以有 不同的形态和功能，即空间上的分化。
五、细胞分裂与细胞分化
细胞分裂和细胞分化是多细胞生物个体发育 过程中的两个重要事件，两者之间有密切的联系。
3.特定条件下已分化的细胞可转分化为另一 种类型细胞
转分化的概念：在高度分化的动物细胞中 还可见到另一种现象，即从一种分化状态转 变为另一种分化状态，这种情况称为转分化。
必须指出的是，无论是动物还是植物，细 胞分化的稳定性是普遍存在的，而分化的可逆 性，即发生细胞的转分化或去分化是有条件的。
四、细胞分化的时-空性
1.细胞分化具有高度的稳定性
细胞分化的稳定性（stability）：是指在正常 生理条件下，已经分化为某种特异的、稳定类 型的细胞一般不可能逆转到未分化状态或者成 为其他类型的分化细胞。
已分化的终末细胞在形态结构和功能上保 持稳定是个体生命活动的基础。
2.已分化的细胞可发生去分化
去分化的概念：一般情况下，细胞分化过 程是不可逆的。然而在某些条件下，分化了 的细胞也不稳定，其基因活动模式也可发生 可逆性的变化，而又回到未分化状态，这一 变化过程称为去分化(dedifferentiation)。
细胞决定实验示意图 （胚胎移植实验）
2. 细胞决定具有遗传稳定性
细胞决定表现出遗传稳定性。典型的例 子是果蝇成虫盘细胞的移植实验。
果蝇成虫盘细胞决定状态的移植实验
在果蝇研究中发现，有时某种培养的成虫盘 细胞会出现不按已决定的分化类型发育，而 是生长出不是相应的成体结构，发生了转决 定。
三、已分化的细胞在特定条件下可 发生去分化和转分化
一、细胞分化贯穿于多细胞生物 个体发育的全过程
多细胞生物的个体发育过程：
一般包括胚胎发育和胚后发育两个阶段，前 者包括卵裂、囊胚、原肠胚等几个基本的发育阶 段，脊椎动物还要经过神经轴胚期以及器官发生 等阶段。细胞分化的明显改变开始于原肠胚形成 之后。
早期卵裂
晚期卵裂
囊胚
胚胎发生
受精
1.动物胚胎的三胚层代表不同类型细胞的分化去向
细胞分化的本质：基因的选择性表达，一些 基因处于活化状态，同时另一些基因被抑制而 不活化。
奢侈基因：编码组织细胞特异性蛋白的基因。
奢侈蛋白：由奢侈基因编码，仅存在于特定的分 化细胞中，赋予分化细胞不同特征的特异性蛋白。
如：红细胞中的血红蛋白、皮肤表皮细胞中的 角蛋白、肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白。
细胞分化
第十五章 细胞分化 (cell differentiation)
内容
第一节 细胞分化的基本概念 第二节 细胞分化的分子基础 第三节 细胞分化的影响因素 第四节 细胞分化的医学意义
第一节 细胞分化的基本概念
一、细胞分化贯穿于多细胞生物个体发育 的全过程
二、细胞分化的方向由细胞决定所选择 三、细胞分化具有高度的稳定性
细胞分化的一般规律：在胚胎发育过程中，细 胞逐渐由“全能”到“多能”，最后向“单能” 的趋向。
3.终末分化细胞的细胞核具有全能性 全能性细胞核（totipotent nucleus）：终末分化
细胞的细胞核仍然具有全能性。 证明细胞核全能性的实验——核移植实验。
⑴ 爪蟾核移植实验
⑵ 哺乳动物核移植实验——“多莉”（Dolly）羊的诞生